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用于 曲轴转角 传感器的故障诊断装置以及故障诊断方法

阅读：767发布：2020-05-13

专利汇可以提供用于曲轴转角传感器的故障诊断装置以及故障诊断方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及用于曲轴转角传感器的故障诊断装置以及故障诊断方法。所述曲轴转角传感器在曲轴的旋转期间在取决于所述曲轴的旋转方向而变化的模式下输出脉冲信号，所述故障诊断装置包括电子控制单元，其被配置成：在满足故障判定条件时判定所述曲轴转角传感器正发生故障，所述故障判定条件包括在所述脉冲信号的所述模式从与所述曲轴的正向旋转对应的第一模式改变为与其反向旋转对应的第二模式的变化时间点的发动机速度高于或等于比空转速度低的判定值的第一条件、以及所述发动机速度从所述变化时间点起持续高于或等于所述判定值的第二条件；以及在不满足所述故障判定条件时不作出所述曲轴转角传感器正发生故障的判定。，下面是用于曲轴转角传感器的故障诊断装置以及故障诊断方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于曲轴转角传感器的故障诊断装置，当内燃机的曲轴正在旋转时，所述曲轴转角传感器输出在取决于所述曲轴的旋转方向而变化的模式下的脉冲信号，所述故障诊断装置的特征在于包括：
电子控制单元，所述电子控制单元被配置成：
在满足故障判定条件时判定所述曲轴转角传感器正发生故障，所述故障判定条件包括第一条件和第二条件，
所述第一条件是这样的条件：在来自所述曲轴转角传感器的所述脉冲信号的输出模式从第一模式改变为第二模式的变化时间点的发动机速度高于或等于比空转速度低的判定值，所述第一模式是与所述曲轴的正向旋转对应的所述脉冲信号的输出模式，所述第二模式是与所述曲轴的反向旋转对应的所述脉冲信号的输出模式，并且
所述第二条件是这样的条件：所述发动机速度从所述变化时间点起持续高于或等于所述判定值，其中，所述变化时间点是所述输出模式从所述第一模式改变为所述第二模式的时间点；并且
在不满足所述故障判定条件时，不作出所述曲轴转角传感器正发生故障的判定。
2.根据权利要求1所述的故障诊断装置，其中：
所述电子控制单元被配置成，以规定间隔来判定所述发动机速度是否高于或等于所述判定值；
所述电子控制单元被配置成，当在来自所述曲轴转角传感器的所述脉冲信号的所述输出模式从所述第一模式改变为所述第二模式的所述变化时间点的所述发动机速度高于或等于所述判定值时，对在所述变化时间点之后的所述发动机速度高于或等于所述判定值的次数进行计数；并且
所述电子控制单元被配置成，基于所述发动机速度被判定为高于或等于所述判定值的次数多于或等于规定值的事实，来判定所述曲轴转角传感器正发生故障。
3.一种用于曲轴转角传感器的故障诊断方法，当内燃机的曲轴正在旋转时，所述曲轴转角传感器输出在取决于所述曲轴的旋转方向而变化的模式下的脉冲信号，所述故障诊断方法的特征在于包括：
在满足故障判定条件时判定所述曲轴转角传感器正发生故障，所述故障判定条件包括第一条件和第二条件，
所述第一条件是这样的条件：在来自所述曲轴转角传感器的所述脉冲信号的输出模式从第一模式改变为第二模式的变化时间点的发动机速度高于或等于比空转速度低的判定值，所述第一模式是与所述曲轴的正向旋转对应的所述脉冲信号的输出模式，所述第二模式是与所述曲轴的反向旋转对应的所述脉冲信号的输出模式，并且
所述第二条件是这样的条件：所述发动机速度从所述变化时间点起持续高于或等于所述判定值，其中，所述变化时间点是所述输出模式从所述第一模式改变为所述第二模式的时间点；以及
在不满足所述故障判定条件时，不作出所述曲轴转角传感器正发生故障的判定。

说明书全文

用于曲轴转角 传感器的故障诊断装置以及故障诊断方法

技术领域

[0001] 本公开涉及用于曲轴转角传感器的故障诊断装置，并且还涉及用于曲轴转角传感器的故障诊断方法。

背景技术

[0002] 在停止安装在车辆(诸如汽车)中的内燃机的过程中，汽缸在其压缩冲程时的压力增加，进而在曲轴的正向旋转被妨碍的这样的方向上的力作用于曲轴。这可以导致发动机速度降低。在停止内燃机的过程中，在发动机速度在曲轴的正向旋转期间充分地降低之后，汽缸在其压缩冲程时的压力使曲轴开始在反向方向上旋转。这可以导致发动机速度增加。

[0003] 当曲轴正在反向方向上旋转时，在曲轴的反向旋转被妨碍的这样的方向上的力由于汽缸在其压缩冲程时的压力而作用于曲轴。由于这个原因，在曲轴正在反向方向上旋转的同时，发动机速度像上面所描述的那样增加，然后降低。此外，在发动机速度在曲轴的反向旋转期间充分地降低之后，曲轴由于汽缸在其压缩冲程时的压力而开始在正向方向上旋转。在曲轴的旋转方向在停止内燃机的过程中反复地反转之后，内燃机停止。

[0004] 一些内燃机被配置成自动地停止和重新启动。关于这样的内燃机，要求在内燃机的自动停止时的曲轴转角被检测到，并且在重新启动内燃机时使用该曲轴转角以执行迅速的重新启动。为了满足这样的要求，有必要采用能够在内燃机停止时检测曲轴转角的曲轴转角传感器。作为这样的曲轴转角传感器，存在当内燃机的曲轴正在旋转时、在取决于旋转方向而变化的模式下输出脉冲信号的已知的曲轴转角传感器。使用这样的曲轴转角传感器使得有可能基于来自曲轴转角传感器的脉冲信号的输出模式来判定曲轴的旋转方向。因此，能够基于对旋转方向的判定和脉冲信号的输出来正确地检测曲轴转角，而没有来自曲轴的旋转方向在停止内燃机的过程中的反转的任何影响。

[0005] 日本专利申请公开No.2011-002383(JP 2011-002383 A)描述了一种判定曲轴转角传感器是否正发生故障的故障诊断装置。在该故障诊断装置中，提前设定曲轴被假定为仅在正向方向上旋转的内燃机的发动机速度的区域(在下文中，被称为“规定发动机速度区域”)。当在发动机速度是在规定发动机速度区域内的同时来自曲轴转角传感器的脉冲信号的输出模式是与曲轴的反向旋转对应的模式时，该故障诊断装置判定曲轴转角传感器正发生故障。在JP 2011-002383 A中，比空转速度低的值(具体地，400rpm)被指示为规定发动机速度区域的下限的示例。发明内容

[0006] 当曲轴在停止内燃机的过程中正在反向方向上旋转时的发动机速度的增加不总是以一致方式导致的，而是发动机速度的增加的方式取决于内燃机被带到停止的情形而变化。由于这个原因，取决于设定在故障诊断装置中用来判定曲轴转角传感器是否正发生故障的规定发动机速度区域的方式，存在当曲轴在停止内燃机的过程中正在反向方向上旋转时的发动机速度将增加并超过规定发动机速度区域的下限的可能性。如果当曲轴正在反向方向上旋转时的发动机速度增加并超过规定发动机速度区域的下限，则发动机速度进入规定发动机速度区域，并且来自曲轴转角传感器的脉冲信号的输出模式可以是与反向旋转对应的模式。结果，可能作出曲轴转角传感器正发生故障的错误判定。

[0007] 本发明提供了用于曲轴转角传感器的故障诊断装置以及用于曲轴转角传感器的故障诊断方法，所述故障诊断装置和所述故障诊断方法使得有可能减少曲轴转角传感器正发生故障的错误判定。

[0008] 本发明的一个方面涉及用于曲轴转角传感器的故障诊断装置，当内燃机的曲轴正在旋转时，所述曲轴转角传感器输出在取决于所述曲轴的旋转方向而变化的模式下的脉冲信号。所述故障诊断装置包括电子控制单元，所述电子控制单元被配置成(i)在满足故障判定条件时判定曲轴转角传感器正发生故障，并且(ii)在不满足故障判定条件时不作出曲轴转角传感器正发生故障的判定。所述故障判定条件包括第一条件和第二条件。所述第一条件是这样的条件：在来自所述曲轴转角传感器的所述脉冲信号的输出模式从第一模式改变为第二模式的变化时间点的发动机速度高于或等于比空转速度低的判定值，所述第一模式是与所述曲轴的正向旋转对应的所述脉冲信号的输出模式，所述第二模式是与所述曲轴的反向旋转对应的所述脉冲信号的输出模式，并且所述第二条件是这样的条件：所述发动机速度从所述变化时间点起持续高于或等于所述判定值，其中，所述变化时间点是所述输出模式从所述第一模式改变为所述第二模式的时间点。

[0009] 在停止内燃机的过程中，当曲轴的旋转方向从正向方向反转为反向方向时，发动机速度降低至零。由于这个原因，当来自曲轴转角传感器的脉冲信号的输出模式在发动机速度未降低至零的情况下从与曲轴的正向旋转对应的模式改变为与反向旋转对应的模式时，存在曲轴转角传感器正发生故障的高概率。为了判定发动机速度是否降低至零，判定了发动机速度是否降到比空转速度低的判定值以下。这是因为当发动机速度降到比空转速度低的判定值以下时，内燃机不能够执行自操作并且可以判定发动机速度降低至零。

[0010] 在所述故障诊断装置中，在满足故障判定条件时曲轴转角传感器被判定为正发生故障。由于这个原因，当来自曲轴转角传感器的脉冲信号的输出模式在发动机速度没有降至空转速度以下的情况下从与曲轴的正向旋转对应的模式改变为与反向旋转对应的模式时，曲轴转角传感器被判定为正发生故障。

[0011] 另一方面，当来自曲轴转角传感器的脉冲信号的输出模式在发动机速度降到比空转速度低的判定值以下的状态下从与曲轴的正向旋转对应的模式改变为与反向旋转对应的模式时，不满足故障判定条件，进而曲轴转角传感器未被判定为正发生故障。因此能够避免尽管曲轴转角传感器正在正常地操作、但是当曲轴的旋转方向在停止内燃机的过程中从正向方向反转为反向方向、然后发动机速度在曲轴的反向旋转期间增加并超过判定值时作出曲轴转角传感器正发生故障的错误判定的情形。

[0012] 在根据上述方面的故障诊断装置中，所述电子控制单元可以被配置成以规定间隔判定发动机速度是否高于或等于判定值，所述电子控制单元可以被配置成，当在来自曲轴转角传感器的脉冲信号的输出模式从第一模式改变为第二模式的变化时间点的发动机速度高于或等于判定值时，对在变化时间点之后的发动机速度高于或等于判定值的次数进行计数，并且所述电子控制单元可以被配置成基于发动机速度被判定为高于或等于判定值的次数多于或等于规定值的事实来判定曲轴转角传感器正发生故障。

[0013] 本发明的另一方面涉及用于曲轴转角传感器的故障诊断方法，当内燃机的曲轴正在旋转时，所述曲轴转角传感器输出在取决于所述曲轴的旋转方向而变化的模式下的脉冲信号。所述故障诊断方法包括(i)在满足故障判定条件时判定曲轴转角传感器正发生故障，以及(ii)在不满足故障判定条件时，不作出曲轴转角传感器正发生故障的判定。所述故障判定条件包括第一条件和第二条件。所述第一条件是这样的条件：在来自所述曲轴转角传感器的所述脉冲信号的输出模式从第一模式改变为第二模式的变化时间点的发动机速度高于或等于比空转速度低的判定值，所述第一模式是与所述曲轴的正向旋转对应的所述脉冲信号的输出模式，所述第二模式是与所述曲轴的反向旋转对应的所述脉冲信号的输出模式，并且所述第二条件是这样的条件：所述发动机速度从所述变化时间点起持续高于或等于所述判定值，其中，所述变化时间点是所述输出模式从所述第一模式改变为所述第二模式的时间点。附图说明

[0014] 将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相同的标号表示相同的元件，并且其中：

[0015] 图1是示意性地图示设置有用于曲轴转角传感器的故障诊断装置的内燃机的完整的图；

[0016] 图2是示意性地图示设置在曲轴附近的曲轴转角传感器的内部结构以及在曲轴转角传感器周围的结构的图；

[0017] 图3是图示当曲轴正在正向方向上旋转时来自主传感器的主信号的输出模式、来自子传感器的子信号的输出模式以及来自曲轴转角传感器的脉冲信号的输出模式的时序图；

[0018] 图4是图示当曲轴正在反向方向上旋转时来自主传感器的主信号的输出模式、来自子传感器的子信号的输出模式以及来自曲轴转角传感器的脉冲信号的输出模式的时序图；

[0019] 图5图示了当曲轴的旋转方向从正向方向反转为反向方向时的发动机速度中的变化的时序图、以及示出了当曲轴的旋转方向从正向方向反转为反向方向时来自曲轴转角传感器的脉冲信号的宽度中的变化的时序图；

[0020] 图6图示了当曲轴转角传感器正发生故障时的发动机速度中的变化的时序图、以及示出了当曲轴转角传感器正发生故障时来自曲轴转角传感器的脉冲信号的宽度中的变化的时序图；

[0021] 图7图示了当在发动机失速防止控制被执行之后内燃机失速时的发动机速度中的变化的时序图、以及示出了当在发动机失速防止控制被执行之后内燃机失速时来自曲轴转角传感器的脉冲信号的宽度中的变化的时序图；以及

[0022] 图8是图示用于判定曲轴转角传感器是否正发生故障的过程的流程图。

具体实施方式

[0023] 在下文中，将参考图1至图8描述根据本发明的实施例的用于曲轴转角传感器的故障诊断装置。在图1中所图示的内燃机11中，从燃料喷射阀15喷射的燃料与空气一起通过进气通路21被取到燃烧室14中。燃烧室14由汽缸12的内表面和活塞13的顶表面来限定。在燃烧室14中，由空气和燃料形成的空气燃料混合物通过由点火塞16导致的点火点燃。通过空气燃料混合物的燃烧产生的燃烧能量导致活塞13的往复运动，从而使曲轴31旋转。在点燃之后，燃烧室14中的空气燃料混合物被作为废气放出到排气通路23。

[0024] 起动器33连接到内燃机11的曲轴31。起动器33迫使曲轴31旋转(执行曲轴转动)以便起动内燃机11。为了从停止起动内燃机11，在由起动器33执行曲轴转动的同时从燃料喷射阀15喷射燃料。以这种方式，燃烧室14充满空气燃料混合物。此外，燃烧室14中的空气燃料混合物由点火塞16点火。随着燃烧室14中的空气燃料混合物经由通过点火塞16点火被点燃(燃烧)，内燃机11开始自操作并且内燃机11起动。

[0025] 图2图示曲轴转角传感器42的结构以及在曲轴转角传感器42周围的结构。曲轴转角传感器42被设置在曲轴31附近。信号转子51被设置在曲轴31的端部处，以便可以以集成的方式与曲轴31一起旋转。信号转子51的外周边设置有以规定角度(10℃A)的间隔布置的多个齿52。另外，具有通过去除两个齿所获得的形状的无齿部53形成在信号转子51的外周边的一部分上以便感测参考角。曲轴转角传感器42被布置在曲轴转角传感器42面对信号转子51的齿52中的任一个的位置处。曲轴转角传感器42被用来检测曲轴31的旋转位置(曲轴转角CA)和曲轴31的旋转速度(发动机速度NE)。

[0026] 曲轴转角传感器42包括主传感器61、子传感器62和处理器63。主传感器61面对齿52中的任一个。子传感器62被按照信号转子51的圆周方向布置在离主传感器61规定距离处。处理器63基于来自主传感器61的主信号Sm和来自子传感器62的子信号Ss来输出脉冲信号Sp。处理器63设置有用来控制脉冲信号Sp的脉冲宽度的定时器64。每当曲轴31旋转了规定角度时，曲轴转角传感器42输出具有取决于曲轴31的旋转方向而变化的脉冲宽度的脉冲信号Sp。换句话说，曲轴转角传感器42在取决于曲轴31的旋转方向而变化的输出模式下输出脉冲信号Sp。

[0027] 接下来，参考图1，将描述用于曲轴转角传感器42的故障诊断装置的电气配置。故障诊断装置包括执行内燃机11的各种控制的电子控制单元41。例如，电子控制单元41包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、来自外面的信号被输入到其中的输入端口以及将信号向外部输出的输出端口。CPU执行与内燃机11的控制有关的计算处理。在ROM中，存储了控制内燃机11所需的程序和数据。在RAM中，暂时存储了由CPU执行的计算的结果。

[0028] 用来获取内燃机11和车辆的状态的各种传感器连接到电子控制单元41的输入端口。除曲轴转角传感器42之外，各种传感器还包括由驾驶员操作的点火开关44、加速器位置传感器45、制动传感器46以及用来检测车辆行进速度的车辆速度传感器47。加速器位置传感器45是用来检测加速器踏板的下压量(加速器踏板操作量)的传感器。制动传感器46是用来检测制动踏板的操作状态的传感器。此外，用于诸如燃料喷射阀15、点火塞16和起动器33的这些装置的驱动电路连接到电子控制单元41的输出端口。

[0029] 电子控制单元41基于从各种传感器接收到的信号来获取内燃机11和车辆的实际状态以及针对内燃机11和车辆的驱动命令的状态。基于内燃机11和车辆的实际状态以及针对内燃机11和车辆的驱动命令的状态，电子控制单元41将命令信号输出给用于诸如燃料喷射阀15、点火塞16和起动器33的装置的驱动电路。因此，电子控制单元41执行与内燃机11的操作有关的各种控制，诸如内燃机11的燃料喷射控制、停止-启动控制以及点火时间点控制。

[0030] 电子控制单元41响应于由驾驶员手动地执行的点火开关44的操作而停止和启动内燃机11。通常，通过由驾驶员在内燃机11空转的同时执行的手动操作来停止内燃机11。内燃机11是通过在内燃机11空转的同时停止来自燃料喷射阀15的燃料喷射经由由驾驶员执行的手动操作来停止的。电子控制单元41响应于由驾驶员执行的手动操作而停止和启动内燃机11，并且基于是否存在车辆将在内燃机11空转的同时行进的可能性来自动地停止和重新启动内燃机11。

[0031] 当内燃机11的发动机速度由于由驾驶员执行的错误操作而降到空转速度以下时，电子控制单元41执行用于延迟点火时间点并增加进气量的发动机失速防止控制，以防止内燃机11失速。在发动机失速防止控制中，填充到燃烧室14中的空气燃料混合物的量是通过增加被取到内燃机11中的空气的量来增加的，并且空气燃料混合物被点火的点火时间点被延迟。以这种方式，抑制了内燃机11的发动机速度的降低。

[0032] 接下来，将提供对由电子控制单元41执行的、以检测曲轴转角CA和发动机速度NE的检测处理的描述。图3和图4各自图示当曲轴31正在旋转时来自主传感器61的主信号Sm的输出模式、来自子传感器62的子信号Ss的输出模式以及来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的输出模式。设置在曲轴31上的信号转子51以及曲轴转角传感器42的主传感器61和子传感器62被布置为使得主信号Sm和子信号Ss的输出模式在曲轴31的正向旋转期间与图3中所图示的模式一致并且在曲轴31的反向旋转期间与图4中所图示的模式一致。

[0033] 如图3中所图示的，在曲轴31正在正向方向上旋转的同时，来自主传感器61的主信号Sm的电压电平在主传感器61面对信号转子51的齿52中的任一个时是低电平(L电平)(例如，0V)，然而来自主传感器61的主信号Sm的电压电平在主传感器61不面对信号转子51的齿52中的任一个时是高电平(H电平)(例如，5V)。另外，来自子传感器62的子信号Ss的电压电平在子传感器62面对信号转子51的齿52中的任一个时是低电平(L电平)，然而来自子传感器62的子信号Ss的电压电平在子传感器62不面对信号转子51的齿52中的任一个时是高电平(H电平)。

[0034] 如果子信号Ss在主信号Sm位于其下降边缘上时处于高电平，则曲轴转角传感器42的处理器63生成具有指示曲轴31正在正向方向上旋转的规定宽度α的脉冲信号Sp。曲轴转角传感器42然后将由处理器63生成的脉冲信号Sp输出给电子控制单元41。这时，来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的输出模式是与曲轴31的正向旋转对应的模式。

[0035] 如图4中所图示的，如在曲轴31正在正向方向上旋转的情况下一样，在曲轴31正在反向方向上旋转的同时，来自主传感器61的主信号Sm的电压电平在主传感器61面对信号转子51的齿52中的任一个时是低电平(L电平)(例如，0V)，然而来自主传感器61的主信号Sm的电压电平在主传感器61不面对信号转子51的齿52中的任一个时是高电平(H电平)(例如，5V)。另外，如在曲轴31正在正向方向上旋转的情况下一样，来自子传感器62的子信号Ss的电压电平在子传感器62面对信号转子51的齿52中的任一个时是低电平(L电平)，然而来自子传感器62的子信号Ss的电压电平在子传感器62不面对信号转子51的齿52中的任一个时是高电平(H电平)。

[0036] 如果子信号Ss在主信号Sm位于其上升边缘上时处于高电平，则曲轴转角传感器42的处理器63生成具有指示曲轴31正在反向方向上旋转的规定宽度β的脉冲信号Sp。规定宽度β是与上面所描述的规定宽度α不同的宽度，并且在这个示例中被设定为大于规定宽度α。曲轴转角传感器42然后将由处理器63生成的脉冲信号Sp输出给电子控制单元41。这时，来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的输出模式是与曲轴31的反向旋转对应的模式。

[0037] 电子控制单元41基于从曲轴转角传感器42输出的脉冲信号Sp的一个上升时间点与脉冲信号Sp的后续上升时间点之间的间隔来检测曲轴31的旋转速度(发动机速度NE)。电子控制单元41基于来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的输出模式来判定曲轴31的旋转方向。基于对旋转方向的判定和脉冲信号Sp的输出，电子控制单元41递增或者递减作为与曲轴转角CA对应的计算值的曲轴计数器Cc，并且基于该曲轴计数器Cc来检测曲轴转角CA。

[0038] 更具体地，如图3中所图示的，在检测到脉冲信号Sp的下降边缘时，电子控制单元41将与曲轴转角CA对应的曲轴计数器Cc递增一(Cc←Cc+1)。此外，当脉冲信号Sp的脉冲宽度是规定宽度α时，电子控制单元41判定曲轴31正在正向方向上旋转并且使曲轴计数器Cc的值保持不变。另一方面，如图4中所图示的，当脉冲信号Sp的脉冲宽度是规定宽度β(≠规定宽度α)时，电子控制单元41判定曲轴31正在反向方向上旋转并且将曲轴计数器Cc递减二(Cc←Cc-2)。以这样的方式递增或者递减曲轴计数器Cc使得电子控制单元41能够基于曲轴计数器Cc来检测曲轴转角CA，而不管曲轴31的旋转方向如何。

[0039] 在停止正在空转运行的内燃机11的过程中，汽缸12(燃烧室14)在其压缩冲程时的压力增加，而不管内燃机11是通过手动操作停止的还是自动地停止的。这在曲轴31的正向旋转被妨碍的这样的方向上产生力，从而降低发动机速度NE。在停止内燃机11的过程中，在发动机速度NE在曲轴31的正向旋转期间充分地降低之后，汽缸12在其压缩冲程时的压力使曲轴31开始在反向方向上旋转并且发动机速度NE增加。

[0040] 当曲轴31正在反向方向上旋转时，在曲轴31的反向旋转被妨碍的这样的方向上的力由于汽缸12在其压缩冲程时的压力而作用于曲轴31。由于这个原因，在曲轴31正在反向方向上旋转时，发动机速度NE增加，然后降低。此外，在发动机速度NE在曲轴31的反向旋转期间充分地降低之后，曲轴31由于汽缸12在其压缩冲程时的压力而开始在正向方向上旋转。在曲轴31的旋转方向在停止内燃机11的过程中反复地反转之后，内燃机11停止。

[0041] 即便当曲轴31的旋转方向在停止内燃机11的过程中在正向方向与反向方向之间反复地反转时，也通过使用曲轴转角传感器42正确地检测到曲轴转角CA。此外，当在后续起动中的燃料喷射和点火时使用在内燃机11的停止完成时的曲轴转角CA时，能够迅速地起动内燃机11。

[0042] 接下来，将描述针对曲轴转角传感器42的故障诊断。当曲轴转角传感器42的定时器64正发生故障时，不管曲轴31正在正向方向上旋转的事实，来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的输出模式都可以是与曲轴31的反向旋转对应的模式。当来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的输出模式从与曲轴31的正向旋转对应的模式改变为与曲轴31的反向旋转对应的模式时，即，当脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β时，电子控制单元41基于在输出模式被改变的变化时间点和之后的发动机速度NE来以以下方式判定曲轴转角传感器42正发生故障。

[0043] 也就是说，当满足包括以下条件(A)和(B)的故障判定条件时，电子控制单元41判定曲轴转角传感器42正发生故障：(A)在输出模式被改变的变化时间点的发动机速度NE高于或等于被设定为比空转速度低的值的判定值H；以及(B)发动机速度NE高于或等于判定值H的状态从变化时间点起持续。另一方面，当不满足故障判定条件时，换句话说，当不满足条件(A)(第一条件)或条件(B)(第二条件)时，电子控制单元41不判定曲轴转角传感器42正发生故障。

[0044] 在变化时间点的发动机速度NE可以是基于脉冲信号Sp紧接在脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β之前的上升时间点与脉冲信号Sp紧接在脉冲信号Sp的宽度变化之后的上升时间点之间的间隔而检测到的发动机速度NE。

[0045] 图5图示了在曲轴转角传感器42正在正常地操作时，当在正常地停止正在空转运行的内燃机11的过程中曲轴31的旋转方向从正向方向反转为反向方向时的发动机速度NE中的变化的时序图。图5还图示了在曲轴转角传感器42正在正常地操作时，当在正常地停止正在空转运行的内燃机11的过程中曲轴31的旋转方向从正向方向反转为反向方向时的来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的宽度中的变化的时序图。

[0046] 当来自燃料喷射阀15的燃料喷射被停止以便停止正在空转运行的内燃机11时，发动机速度NE像图5中所图示的那样从空转速度Nid逐渐降低。在停止内燃机11的这样的过程中，在曲轴31的正向旋转被妨碍的这样的方向上的力由于汽缸12在其压缩冲程时的压力的增加而作用于曲轴31。由于这个原因，在发动机速度NE在曲轴31的正向旋转期间充分地降低(时间点T1)之后，汽缸12在其压缩冲程时的压力使曲轴31开始在反向方向上旋转并且发动机速度NE随着反向旋转而增加。此外，如图5中所图示的，当曲轴31的旋转方向从正向方向反转为反向方向时，脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β。

[0047] 当内燃机11正在空转运行时，被取到内燃机11中的空气的量减少。因此，当在曲轴31的正向旋转期间停止空转运行的内燃机11时，汽缸12在其压缩冲程时的压力在一定程度上增加但是不变得太高。因此认为，当汽缸12在其压缩冲程时的压力使曲轴31在发动机停止运行之后在反向方向上旋转时，发动机速度NE不会变得高于空转速度Nid(由图5中的虚线指示)。

[0048] 鉴于此，例如，像由图5中的长虚双短虚线所指示的那样设定判定值H。更具体地，判定值H被设定为使得判定值H高于在曲轴31的旋转方向在正常地停止正在空转运行的内燃机11的过程中从正向方向反转为反向方向之后增加的发动机速度NE的最高值，并且判定值H是低于空转速度Nid的最低可能的值。将判定值H设定为低于空转速度Nid的最低可能的值增加判定曲轴转角传感器42正发生故障的可能性。

[0049] 图6图示了当曲轴转角传感器42正发生故障时的发动机速度NE中的变化的时序图。图6还图示了当曲轴转角传感器42正发生故障时的脉冲信号Sp的宽度中的变化的时序图。当内燃机11处于正常操作状态时，发动机速度NE不降到被设定为比空转速度Nid(由图6中的虚线指示)低的判定值H(由图6中的长虚双短虚线指示)以下。如图6中所图示的(时间点T2)，在内燃机11的正常操作状态下，例如，在发动机速度NE被调整为空转速度Nid的状态下，当在曲轴转角传感器42的定时器64中发生故障时，脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β。

[0050] 在这种情况下，当脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β时，在脉冲信号Sp的宽度的变化时间点的发动机速度NE不降到判定值H以下。在变化时间点之后，发动机速度NE持续高于或等于判定值H。结果，在满足故障判定条件即满足条件(A)和条件(B)两者时，判定曲轴转角传感器42正发生故障。也就是说，基于在来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β的变化时间点(时间点T2)处的发动机速度NE高于或等于判定值H并且发动机速度NE在变化时间点之后持续高于或等于判定值H的事实，判定曲轴转角传感器42正发生故障。

[0051] 当曲轴31在停止内燃机11的过程中正在反向方向上旋转时的发动机速度NE的增加不总是以一致方式导致的，而是发动机速度NE的增加的方式取决于内燃机11被带到停止的情形而变化。由于这个原因，取决于内燃机11被带到停止的情形，发动机速度NE在曲轴31的反向旋转期间不超过空转速度Nid并且存在当曲轴31正在反向方向上旋转时的发动机速度NE将超过空转速度Nid不总是真的。发动机速度NE在曲轴31的反向旋转期间超过空转速度Nid的情形的示例包括不管上面所描述的发动机失速防止控制的执行，内燃机11都失速的情形。

[0052] 图7图示了当不管发动机失速防止控制的执行内燃机11都失速时的发动机速度NE中的变化的时序图。图7还图示了当不管发动机失速防止控制的执行内燃机11都失速时的脉冲信号Sp的宽度中的变化的时序图。

[0053] 在失速防止控制中，被取到内燃机11中的空气的量的增加在曲轴31的反向旋转之前(在曲轴31的正向旋转期间)增加汽缸12中的压缩压力，并且点火时间点的延迟在最大程度上维持汽缸12中的燃料燃烧。因此，当在不管发动机失速防止控制的执行内燃机11都失速的情形下发生曲轴31的反向旋转时，汽缸12中的压力增加并且发动机速度NE在曲轴31的反向旋转期间显著增加。

[0054] 也就是说，当发动机速度NE在曲轴31的正向旋转期间像图7中所图示的那样充分地降低(时间点T3)时，曲轴31的旋转方向由于汽缸12中的压力而从正向方向反转为反向方向，并且发动机速度NE在反向旋转期间增加并超过空转速度Nid。当曲轴31的旋转方向从正向方向反转为反向方向时，如图7中所图示的，只要曲轴转角传感器42正在正常地操作，脉冲信号Sp的宽度就从规定宽度α改变为规定宽度β。

[0055] 由于这个原因，只要曲轴转角传感器42正在上面描述的情形下正常地操作，当脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β(时间点T3)时，在变化时间点的发动机速度NE是比判定值H(由图7中的长虚短虚线指示)低的低值。结果，不满足用于判定曲轴转角传感器42正发生故障的条件(A)，即，在变化时间点的发动机速度NE高于或等于判定值H的条件。换句话说，不满足其中条件(A)和条件(B)两者均被满足的故障判定条件。因为不满足故障判定条件，所以不作出曲轴转角传感器42正发生故障的判定。

[0056] 因此能够避免尽管曲轴转角传感器42正在正常地操作、但是当曲轴31的旋转方向在停止内燃机11的过程中从正向方向反转为反向方向、然后发动机速度NE在曲轴31的反向旋转期间增加并超过判定值H时作出曲轴转角传感器42正发生故障的错误判定的情形。

[0057] 接下来，将描述用于曲轴转角传感器42的故障诊断装置的操作。图8是图示用于判定曲轴转角传感器42是否正发生故障的故障诊断例行程序的流程图。该故障诊断例行程序是由电子控制单元41例如以规定曲轴转角(在这个示例中，10℃A)的间隔周期性地执行的中断例行程序。

[0058] 图8中所图示的故障诊断例行程序的步骤101至104(S101至S104)中的处理被执行以判定在来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的输出模式改变为与曲轴31的反向旋转对应的模式的变化时间点的发动机速度NE是否高于或等于判定值H(是否满足条件(A))。

[0059] 作为故障诊断例行程序的步骤101(S101)中的处理，电子控制单元41判定来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的宽度是否是规定宽度β，即，脉冲信号Sp的输出模式是否是与曲轴31的反向旋转对应的模式。当在S101中作出肯定判定时，电子控制单元41进行到S102。作为S102中的处理，电子控制单元41判定脉冲信号Sp在紧接前面的故障诊断例行程序的执行时的宽度是否是规定宽度α，即，脉冲信号Sp在紧接前面的故障诊断例行程序的执行时的输出模式是否是与曲轴31的正向旋转对应的模式。

[0060] 当在S102中作出肯定判定时，电子控制单元41进行到S103。作为S103中的处理，电子控制单元41将脉冲宽度变化历史设定为“ON(变化的)”。脉冲宽度变化历史指示脉冲信号Sp的宽度已从规定宽度α改变为规定宽度β。然后，电子控制单元41进行到S104。另一方面，当在S102中作出否定判定时，电子控制单元41跳过S103并进行到S104。作为S104中的处理，电子控制单元41判定发动机速度NE是否高于或等于判定值H。当电子控制单元41在S104中判定发动机速度NE高于或等于判定值H时，电子控制单元41进行到S105。

[0061] 电子控制单元41进行到S105的事实意味着在来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的输出模式改变为与曲轴31的反向旋转对应的模式的变化时间点的发动机速度NE高于或等于判定值H(满足条件(A))。故障诊断例行程序中的S104至S108中的处理被执行以判定发动机速度NE是否在变化时间点之后持续高于或等于判定值H(是否满足条件(B))。

[0062] 在此系列处理中，当在变化时间点的发动机速度NE高于或等于判定值H时，电子控制单元41通过以规定间隔(故障诊断例行程序的执行的间隔)判定发动机速度NE是否高于或等于判定值H的判定处理(S104)来对在变化时间点之后的发动机速度NE高于或等于判定值H的次数进行计数(S105)。当次数多于或等于规定值(S107：是)时，电子控制单元41判定曲轴转角传感器42正发生故障(S108)。

[0063] 更具体地，当在S104中作出肯定判定时，作为S105中的处理，电子控制单元41判定脉冲宽度变化历史是否被设定为“ON”。当在S105中作出肯定判定时，电子控制单元41进行到S106。电子控制单元41在S106中的处理中将故障计数器C1递增一(C1←C1+1)，并且在S107中的后续处理中判定故障计数器C1的值是否大于规定值N。规定值N例如可以是自然数。当在S107中作出否定判定时，电子控制单元41结束故障诊断例行程序。另一方面，当在S107中作出肯定判定时，电子控制单元41进行到S108。

[0064] 电子控制单元41在于S107中作出肯定判定之后进行到S108的事实意味着在脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β的变化时间点的发动机速度NE高于或等于判定值H，并且发动机速度NE在变化时间点之后持续高于或等于判定值H。换句话说，电子控制单元41在于S107中作出肯定判定之后进行到S108的事实意味着满足故障判定条件，即，满足条件(A)和条件(B)两者。然后，作为S108中的处理，电子控制单元41判定曲轴转角传感器42正发生故障，然后结束故障诊断例行程序。当在S108中判定曲轴转角传感器42正发生故障时，电子控制单元41通过从车辆座舱中的扬声器等发出可听警报或者通过点亮警报灯来向驾驶员通知发生故障，并且在曲轴转角传感器42正发生故障时执行内燃机11的故障保险控制。

[0065] 另一方面，当电子控制单元41在故障诊断例行程序的S101中判定脉冲信号Sp的宽度不是规定宽度β(即，脉冲信号Sp的宽度是规定宽度α)并且脉冲信号Sp的输出模式是与曲轴31的正向旋转对应的模式时，电子控制单元41进行到S109。此外，当电子控制单元41在S104中判定发动机速度NE比判定值H低时，电子控制单元41进行到S109。作为S109中的处理，电子控制单元41将脉冲宽度变化历史设定为“OFF”。然后，电子控制单元41进行到S110。作为S110中的处理，电子控制单元41将故障计数器C1重置为零，然后结束故障诊断例行程序。

[0066] 当在来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β的变化时间点的发动机速度NE比判定值H低时(当不满足条件(A)时)，在故障诊断例行程序中的S104中作出否定判定。结果，上面描述的S109和S110中的处理被执行，并且不作出将通过执行S105至S108中的处理所作出的曲轴转角传感器42正发生故障的判定。结果，能够避免尽管曲轴转角传感器42正在正常地操作、但是当发动机速度NE在曲轴31的反向旋转期间(例如，在发动机失速防止控制被执行之后内燃机11失速的情形下)增加并超过判定值H时作出曲轴转角传感器42正发生故障的错误判定的情形。

[0067] 当在S104中的处理中作出肯定判定、然后在其后执行的例行程序中在S104中的处理中作出否定判定(不满足条件(B))时，上面描述的S109和S110中的处理被执行。因此，即便当在来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β的变化时间点的发动机速度NE高于或等于判定值H时，如果发动机速度NE在变化时间点之后降到判定值H以下，则在S104中作出否定判定。结果，上面描述的S109和S110中的处理被执行，并且不作出将通过执行S105至S108中的处理所作出的曲轴转角传感器42正发生故障的判定。

[0068] 上面详细地描述的本实施例产生以下有益效果。能够避免尽管曲轴转角传感器42正在正常地操作、但是当发动机速度NE由于例如尽管发动机失速防止控制被执行以增加被取到内燃机11中的空气的量并且以延迟点火时间点但是内燃机11失速的情形而在曲轴31的反向旋转期间增加并超过判定值H时,作出曲轴转角传感器42正发生故障的错误判定的情形。

[0069] 在由电子控制单元41执行的故障诊断例行程序中，基于故障计数器C1的值在S107中变得大于规定值N(发动机速度NE高于或等于判定值H的次数多于或等于规定值)的事实判定曲轴转角传感器42正发生故障。也就是说，基于在来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β的变化时间点的发动机速度NE高于或等于判定值H并且发动机速度NE在变化时间点之后持续高于或等于判定值H的事实，判定曲轴转角传感器42正发生故障。换句话说，在满足故障判定条件(即，满足条件(A)和条件(B)两者)时判定曲轴转角传感器42正发生故障。当脉冲信号Sp的宽度由于曲轴转角传感器42的故障而从规定宽度α改变为规定宽度β时，在变化时间点的发动机速度NE不降到判定值H以下，并且发动机速度NE在变化时间点之后持续高于或等于判定值H。因此，在满足故障判定条件时判定曲轴转角传感器42正发生故障使得电子控制单元41能够作出正确的判定。

[0070] 例如，前面的实施例可以被修改如下。作为在取决于曲轴31的旋转方向而变化的模式下输出脉冲信号Sp的曲轴转角传感器，可以采用基于曲轴31的旋转方向来改变脉冲信号Sp的电压电平代替基于曲轴31的旋转方向来改变脉冲信号Sp的宽度的曲轴转角传感器。

[0071] 当发动机速度NE被判定为高于或等于判定值H的次数在来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β的变化时间点之后多于或等于规定值时判定了满足条件(B)。然而，不必以上面描述的方式判定是否满足条件(B)。例如，可以测量发动机速度NE在来自曲轴转角传感器42的脉冲信号Sp的宽度从规定宽度α改变为规定宽度β的变化时间点之后持续高于或等于判定值H的时间段，并且当该时间段变得长于或等于规定时间段时，可以判定满足条件(B)。

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